SU1094110A1

SU1094110A1 - Rectenna

Info

Publication number: SU1094110A1
Application number: SU833547988A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Евгеньевич Локтионов; Авенир Николаевич Егоров; Владимир Васильевич Максименко
Original assignee: Предприятие П/Я А-1836
Priority date: 1983-02-01
Filing date: 1983-02-01
Publication date: 1984-05-23

Abstract

РЕКТЕННА, содержаща решетку приемных элементов над экраном и диоды, отличающа с тем. что, с целью обеспечени приема при произвольной пол ризации падающей волны и повышени надежности ректенны при выходе из стро одного кз диодов , решетка приемных элементов выполнена в виде пересекающихс проводников , подсоединенных своими концами к двум разнопол рным минам сбора посто нного-тока и образующих при пересечении систему квадратных чеек, посередине каждой стороны которых включен диод, пол рность включени которого совпадает с пол рностью шин сбора посто нного тока, при этом длину стороны квадратной чейки выбираиот в пределах от четверти до одной длины волны. (ЛRECTENA containing the array of receiving elements above the screen and diodes, characterized in that. that, in order to provide reception with an arbitrary polarization of the incident wave and increase the reliability of the rectenna at the exit of one short-circuit diode, the array of receiving elements is made in the form of intersecting conductors connected by their ends to two DC polarity mines forming at the intersection a system of square cells, in the middle of each side of which a diode is turned on, the polarity of which turn on coincides with the polarity of the DC busbars, while the side length of the square cell is chosen It ranges from a quarter to a single wavelength. (L

Description

Изобретение относитс к беспрово ной передаче энергии и предназначен дл приема энергии электромагнитног излучени и преобразовани ее в эне гию посто нного тока. Известны ректенны, содержащие ре шетку полуволновых диполей над экра ном, подключенных каждый через филь нижних частот к диоду и к линии..сбо посто нного тока ll . Однако эти устройства предназнач ны дл приема излучени только линей ной пол ризации. Наиболее близкой к изобретению вл етс ректенна, содержаща решетку приемных элементов над экраном и диоды 2 , Однако известна ректенна предназ начена дл приема только на совпадаю щей линейной пол ризации и имеет низ кую надежность, поскольку выход из стро диодов одной из выпр мительных мостовых схем приводит к охк ючен ю других мостовых схем, соединен ных последовательно с ней, Цель изобретени - обеспечение приема при произвольной пол ризации падающей волны и повышение надежност ректенны при выходе из стро одного из диодов. Цель достигаетс тем, что в ректенне , содержащей решетку приемных элементов над экраном и диоды, ре .Шетка приемных элементов выполнена в виде пересекающихс проводников,под соединенных своими концами к двум разнопол рным шинам сброса посто нного тс ка и образующих при пересечении систему квадратных чеек, посередине каждой стороны которых включен диод, пол рность включени которого сов падает с пол рностью шин сбора пос то нного тока, при этом длину стороны квадратной чейки выбирают в пределах от четверти до одной длины волны. На чертеже представлена структурна схема примера конкретного выполнени предложенной ректенны. Ректенна содержит пересекающиес проводники, образующие квадратные чейки, посередине каждой стороны 1-4 которых включены диоды 5-8 соответственно , концы пересекающихс проводников подсоединены к щинам 9 сбора посто ннсго тока, пересекающиес проводники и диоды расположены на диэлектрической подложке 10, сзади которой установлен экран 11. Ректенна работает следующим образом . Падающа электромагнитна волна, принимаетс квадратной чейкой со сторонами 1-4, расположенной над экраном 11, и выпр мл етс диодами 58 , причем если плоскость пол ризации падающей волны совпадает с одной издиагоналей квадратной чейки, диоды работают по схеме двухполупериодного выпр млени , а если плоскость пол ризации параллельна сторона 1 и 3 или 2 и 4 квадратной чейки, диоды 5 и 7 или б и 8 соответственно работают по схеме однополупериодного выпр млени , тем самым обеспечива прием при произвольной пол ризации падающей волны. Выпр мленнцй ток каждой квадратной чейки через соседние квадратные чейки поступает на шины 9 сбора посто нного тока, причем в случае разрыва цепи из-за выхода из стро диодов любой квадратной чейки сохра н етс соединение с шиной сбора посто нного тока дл остальных квадратных чеек и тем самым повышаетс надежность ректенны, Испытани данной ректенны показали , что снижение КПД при приеме падающей волны с произвольной пол ризацией не превышает 20-30%, по сравнению с приемом волны с линейной пол ризацией. Повышение надежности ректенны позвол ет использовать ее в системах беспроводной передачи энергии, где пол ризаци передающей антенны произвольна , а также в тех област х, где требуетс повышенна надежность ректенны.The invention relates to the uninterrupted transmission of energy and is intended to receive electromagnetic radiation energy and convert it to direct current energy. Rektennas are known that contain a grid of half-wave dipoles over the screen, each connected via a low-pass filter to the diode and to the line of a constant current II. However, these devices are designed to receive radiation only linearly polarized. Closest to the invention is rectenna, which contains a grid of receiving elements above the screen and diodes 2. However, the known rectenna is designed to receive only on coincident linear polarization and has low reliability, since one of the rectifying bridge circuits leads to The purpose of the invention is to provide reception with an arbitrary polarization of the incident wave and increase the reliability of rectifier upon deactivation of one of the diodes. The goal is achieved by the fact that in a rectenne containing a grid of receiving elements above the screen and diodes, the re. The grid of receiving elements is made in the form of intersecting conductors, connected by their ends to two opposite polar tires of a constant rska and forming at the intersection a system of square cells, in the middle of each side of which a diode is turned on, the polarity of the onset of which coincides with the polarity of the direct current collection tires, while the side length of the square cell is chosen in the range from one quarter to one wavelength. The drawing shows a block diagram of an example of a specific implementation of the proposed rectenna. The rectenna contains intersecting conductors that form square cells, in the middle of each side 1-4 of which diodes 5-8 are included, respectively, the ends of the intersecting conductors are connected to the DC current collection 9, the intersecting conductors and diodes are located on the dielectric substrate 10, behind which screen 11 is mounted Rektenna works as follows. The incident electromagnetic wave is received by a square cell with sides 1–4 located above screen 11 and rectified by diodes 58, and if the plane of polarization of the incident wave coincides with one of the square cell diagonals, the diodes work according to the full-wave rectifier circuit, and if the plane polarization is parallel to side 1 and 3 or 2 and 4 square cells, diodes 5 and 7 or b and 8, respectively, operate in a half-wave rectifier circuit, thereby ensuring reception with random polarization of the incident wave. The recirculated current of each square cell passes through the adjacent square cells to the DC bus 9, and in the event of a circuit breakdown due to the failure of any square cell, the DC bus for the remaining square cells and the other DC cells is retained. The reliability of rectenna is most enhanced. Tests of this rectenna showed that the decrease in efficiency when receiving an incident wave with an arbitrary polarization does not exceed 20–30%, compared to the reception of a wave with linear polarization. Improving the reliability of rectenna allows it to be used in wireless power transmission systems where the polarization of the transmitting antenna is arbitrary, as well as in areas where enhanced reliability is required.

Claims

RECTENA, containing the array of receiving elements above the screen and diodes, characterized in

0 + that, in order to ensure the reception of an incident wave with arbitrary polarization and to increase the reliability of the rectenne when one of the diodes fails, the array of receiving elements is made in the form of intersecting conductors connected at their ends to two bipolar DC-current collecting buses and forming a system when crossing square cells, in the middle of each side of which a diode is connected, the polarity of inclusion of which coincides with the polarity of the DC busbars, while the side length of the square cell is selected in Within a quarter to one wavelength. <3